Устройство металлических ферм: конструкция и расчёты

Изделия из металла нашли широкое применение в строительстве. Одним из основных конструктивных элементов являются металлические фермы. Давайте разберёмся, как устроены такие фермы и какие расчёты необходимы при их проектировании и изготовлении.

Конструкция металлической фермы

Основными элементами любой металлической фермы являются:

• Разрезная балка (нижний пояс)

• Стойки (вертикальные элементы)

• Несущий пояс (верхний пояс)

• Диагональные раскосы

Разрезная балка принимает на себя все нагрузки, действующие на ферму. Она передаёт их на стояки. Стояки передают нагрузку на верхний несущий пояс. Диагональные раскосы повышают жёсткость и прочность всей конструкции.

Типы металлических ферм

В зависимости от конфигурации элементов различают несколько основных типов металлических ферм:

• Простые фермы – имеют прямоугольный или треугольный сечения стоек. Широко применяются в каркасных зданиях.

• Висячие фермы – стояки изогнуты в виде дуги. Используются в спортивных комплексах и ангарах.

• Арочные фермы – стояки выполнены в виде дуг арки. Предназначены для больших пролётов.

• Панельные фермы – состоят из сборных панелей. Удобны при монтаже кровли.

Расчёты металлической фермы

При проектировании любой фермы необходимо провести расчёты на прочность и устойчивость.

Расчёт прочности включает определение:

• Сечений элементов фермы

• Соединений

• Толщины металла

Проверяется способность элементов выдерживать расчётные нагрузки (собственный вес, снег, ветер и др.) без пластических деформаций.

При расчёте устойчивости определяется:

• Критическая нагрузка вызывающая потерю устойчивости

• Жёсткость фермы

• Геометрические параметры сосредоточенных сжатий

• Это позволяет исключить риск бокового переворачивания или выламывания элементов.

• Типовые параметры расчёта

В зависимости от назначения и условий эксплуатации расчёт может включать:

• Расчёт на статические и динамические нагрузки (ветер, снег, люди и т.д.)

• Учёт собственного веса конструкции

• Расчёт на устойчивость и колебания

• Выбор сечений и марок стали

• Определение типа и размеров соединений

• Расчёт анкерных деталей и фундамента

• Выбор метода расчёта зависит от конкретной конструкции. Это может быть аналитический, численный или комбинированный подход.

Таким образом, правильный подход к проектированию и расчётам позволяет получить надёжную и долговечную конструкцию из металлической фермы. Это важно для безопасной эксплуатации сооружений.